權(quán)利要求書： 1.一種基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，包括礦熱爐（1）、余熱鍋爐（3）、除塵模塊、脫硝模塊、脫硫模塊、脫碳模塊和煙囪（19），所述除塵模塊包括第一級除塵模塊和第二級除塵模塊，所述礦熱爐（1）的水冷段（2）、余熱鍋爐（3）、所述第一級除塵模塊、第二級除塵模塊、脫硝模塊、脫硫模塊、脫碳模塊和煙囪（19）依次連接，其特征在于：所述第一級除塵模塊包括旋風(fēng)除塵器（5），所述第二級除塵模塊包括布袋除塵器（6），所述脫硝模塊包括臭氧格柵（8），所述脫硫模塊包括脫硫塔（11），所述脫碳模塊包括吸收塔（16）、分相器（17）和再生塔（18），所述余熱鍋爐（3）、旋風(fēng)除塵器（5）、布袋除塵器（6）、臭氧格柵（8）、脫硫塔（11）、吸收塔（16）、分相器（17）、再生塔（18）和煙囪（19）依次連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，其特征在于：所述余熱鍋爐（3）與旋風(fēng)除塵器（5）之間連接有引風(fēng)機（4），所述布袋除塵器（6）與脫硝模塊之間連接有增壓風(fēng)機（7）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，其特征在于：所述脫硝模塊還包括臭氧發(fā)生器（9）和分子篩變壓吸附制氧設(shè)備（10），所述分子篩變壓吸附制氧設(shè)備（10）、臭氧發(fā)生器（9）和臭氧格柵（8）依次連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，其特征在于：所述脫硫模塊還包括入口煙道（12）、噴淋層（13）、煙氣導(dǎo)流環(huán)（14）和兩級屋脊式除霧器（15），所述入口煙道（12）、煙氣導(dǎo)流環(huán)（14）、噴淋層（13）和兩級屋脊式除霧器（15）由下至上依次設(shè)置在脫硫塔（11）內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，其特征在于：所述噴淋層（13）與煙氣導(dǎo)流環(huán)（14）間隔設(shè)置。

說明書： 一種基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實用新型涉及一種基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，屬于新能源領(lǐng)域高純硅冶煉爐煙氣治理技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 在碳達峰、碳中和的大背景下，我國光伏行業(yè)發(fā)展迅速，2021年新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量5300萬千瓦，連續(xù)9年穩(wěn)居世界首位。工業(yè)硅行業(yè)作為光伏行業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)，與光伏行業(yè)的發(fā)展休戚相關(guān)。目前，我國是全球最大的工業(yè)硅生產(chǎn)國，根據(jù)相關(guān)資料顯示，2021年中國工業(yè)硅產(chǎn)能498萬噸，產(chǎn)量261萬噸、占全球總份額的77％。工業(yè)高純硅的生產(chǎn)過程中，其硅冶煉工序會產(chǎn)生大量的粉塵、NOx、SO2、CO2、HCl、HF等大氣污染物，對大氣環(huán)境造成危害。[0003] 在新能源工業(yè)高純硅行業(yè)快速發(fā)展的同時，現(xiàn)有煙氣治理技術(shù)中存在效率低、煙氣排放因素復(fù)雜、出口污染物排放濃度不穩(wěn)定、溫室氣體排放量大等問題，因此，基于高純硅行業(yè)煙氣排放特征，開發(fā)高純硅行業(yè)多污染物和溫室氣體協(xié)同治理技術(shù)，為新能源高純硅行業(yè)的綠色、低碳發(fā)展提供技術(shù)支撐。實用新型內(nèi)容

[0004] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，可協(xié)同治理粉塵、NOx、SO2、CO2、HCl、HF等多污染物，為高純硅行業(yè)減污降碳提供技術(shù)支撐和工程示范。[0005] 本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，包括礦熱爐、余熱鍋爐、除塵模塊、脫硝模塊、脫硫模塊、脫碳模塊和煙囪，所述除塵模塊包括第一級除塵模塊和第二級除塵模塊，所述礦熱爐的水冷段、余熱鍋爐、所述第一級除塵模塊、第二級除塵模塊、脫硝模塊、脫硫模塊、脫碳模塊和煙囪依次連接，其結(jié)構(gòu)特點在于：所述第一級除塵模塊包括旋風(fēng)除塵器，所述第二級除塵模塊包括布袋除塵器，所述脫硝模塊包括臭氧格柵，所述脫硫模塊包括脫硫塔，所述脫碳模塊包括吸收塔、分相器和再生塔，所述余熱鍋爐、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、臭氧格柵、脫硫塔、吸收塔、分相器、再生塔和煙囪依次連接。[0006] 進一步地，所述余熱鍋爐與旋風(fēng)除塵器之間連接有引風(fēng)機，所述布袋除塵器與脫硝模塊之間連接有增壓風(fēng)機。[0007] 進一步地，所述脫硝模塊還包括臭氧發(fā)生器和分子篩變壓吸附制氧設(shè)備，所述分子篩變壓吸附制氧設(shè)備、臭氧發(fā)生器和臭氧格柵依次連接。[0008] 進一步地，所述脫硫模塊還包括入口煙道、噴淋層、煙氣導(dǎo)流環(huán)和兩級屋脊式除霧器，所述入口煙道、煙氣導(dǎo)流環(huán)、噴淋層和兩級屋脊式除霧器由下至上依次設(shè)置在脫硫塔內(nèi)。[0009] 進一步地，所述噴淋層與煙氣導(dǎo)流環(huán)間隔設(shè)置。[0010] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下優(yōu)點：該基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)集成除塵、脫硝、脫硫、脫碳等模塊，可協(xié)同治理粉塵、NOx、SO2、CO2、HCl、HF等多污染物，確保污染物出口排放濃度的穩(wěn)定性，同時，可得到99％純度的CO2等副產(chǎn)物，實現(xiàn)溫室氣體的資源化利用；可有效實現(xiàn)高純硅冶煉領(lǐng)域排放煙氣的多污染協(xié)同治理、提質(zhì)增效；同時，整個系統(tǒng)運行可自動化運行，連續(xù)穩(wěn)定，操作簡單，與其他相比，在保證達標(biāo)排放的前提下，本系統(tǒng)安全性更有保障。附圖說明[0011] 圖1是本實用新型實施例的基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0012] 圖2是本實用新型實施例的脫硫塔的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013] 圖3是本實用新型實施例的臭氧格柵的結(jié)構(gòu)示意圖。[0014] 圖中：礦熱爐1、水冷段2、余熱鍋爐3、引風(fēng)機4、旋風(fēng)除塵器5、布袋除塵器6、增壓風(fēng)機7、臭氧格柵8、臭氧發(fā)生器9、分子篩變壓吸附制氧設(shè)備10、脫硫塔11、入口煙道12、噴淋層13、煙氣導(dǎo)流環(huán)14、兩級屋脊式除霧器15、CO2吸收塔16、分相器17、再生塔18、煙囪19。

具體實施方式[0015] 下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。[0016] 實施例[0017] 參見圖1至圖3所示，須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。[0018] 本實施例中的基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)，包括礦熱爐1、余熱鍋爐3、除塵模塊、脫硝模塊、脫硫模塊、脫碳模塊和煙囪19，除塵模塊包括第一級除塵模塊和第二級除塵模塊，礦熱爐1的水冷段2、余熱鍋爐3、第一級除塵模塊、第二級除塵模塊、脫硝模塊、脫硫模塊、脫碳模塊和煙囪19依次連接，余熱鍋爐3與旋風(fēng)除塵器5之間連接有引風(fēng)機4，布袋除塵器6與脫硝模塊之間連接有增壓風(fēng)機7。

[0019] 本實施例中的第一級除塵模塊包括旋風(fēng)除塵器5，第二級除塵模塊包括布袋除塵器6，脫硝模塊包括臭氧格柵8、臭氧發(fā)生器9和分子篩變壓吸附制氧設(shè)備10，脫硫模塊包括脫硫塔11、入口煙道12、噴淋層13、煙氣導(dǎo)流環(huán)14和兩級屋脊式除霧器15，脫碳模塊包括吸收塔16、分相器17和再生塔18。[0020] 本實施例中的余熱鍋爐3、旋風(fēng)除塵器5、布袋除塵器6、臭氧格柵8、脫硫塔11、吸收塔16、分相器17、再生塔18和煙囪19依次連接，分子篩變壓吸附制氧設(shè)備10、臭氧發(fā)生器9和臭氧格柵8依次連接，入口煙道12、煙氣導(dǎo)流環(huán)14、噴淋層13和兩級屋脊式除霧器15由下至上依次設(shè)置在脫硫塔11內(nèi)，噴淋層13與煙氣導(dǎo)流環(huán)14間隔設(shè)置。[0021] 具體的說，該基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)集成除塵、脫硝、脫硫、脫碳等模塊，可協(xié)同治理粉塵、NOx、SO2、CO2、HCl、HF等多污染物，確保出口污染物排放濃度的穩(wěn)定性。[0022] 除塵模塊，共設(shè)置兩級除塵，分別是第一級除塵模塊和第二級除塵模塊，第一、第二級除塵模塊設(shè)置于余熱鍋爐3的出口，用于去除煙氣中攜帶的硅塵；脫硝模塊設(shè)置于第二級除塵模塊至脫硫模塊入口煙道內(nèi)，噴入臭氧，用于將煙氣中的低價態(tài)不溶性氮氧化物氧化成高價態(tài)水溶性氮氧化物；脫硫模塊設(shè)置于脫碳模塊前，用于吸收煙氣中的SO2、水溶性NOx以及HCl、HF等可溶性酸性氣體；脫碳模塊設(shè)置于煙囪19前，用于吸收并提取煙氣中的二氧化碳，經(jīng)處理后的凈煙氣通過煙囪排放。[0023] 該基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)對爐膛負(fù)荷適應(yīng)性強，經(jīng)處理后的煙氣粉塵、SO2、NOx等污染物符合《工業(yè)硅生產(chǎn)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，并對CO2等溫室氣體進行提取利用，有效減少了新能源領(lǐng)域高純硅生產(chǎn)對環(huán)境帶來的污染。[0024] 除塵模塊包括兩級除塵，第一級除塵模塊設(shè)置于余熱鍋爐出口，采用旋風(fēng)除塵器5，用以去除煙氣中夾帶的大顆粒粉塵，隨后進入布袋除塵器6進行二級除塵，二級除塵后的

3

煙氣粉塵濃度小于30mg/Nm。

[0025] 經(jīng)除塵后的煙氣通過增壓風(fēng)機7進入脫硫模塊，脫硝模塊設(shè)置于增壓風(fēng)機7的出口至脫硫模塊入口煙道內(nèi)，在煙道內(nèi)設(shè)置臭氧格柵8，隨煙氣噴入臭氧，用于將煙氣中的低價態(tài)不溶性氮氧化物氧化成高價態(tài)水溶性氮氧化物。[0026] 在臭氧格柵8前設(shè)置臭氧發(fā)生器9，利用臭氧發(fā)生器9產(chǎn)生臭氧通過合理分配后噴入尾部煙道中，經(jīng)混合對NOx進行氧化。[0027] 在臭氧發(fā)生器9前設(shè)置分子篩變壓吸附制氧設(shè)備10，在加壓條件下，優(yōu)先吸附空氣中的氮氣、二氧化碳和水分等雜質(zhì)，從而取得純度較高的氧氣，用于臭氧發(fā)生器9制備臭氧。[0028] 經(jīng)氧化后的氮氧化物隨煙氣進入脫硫模塊，采用氧化鎂為吸收劑，用于吸收煙氣中的二氧化硫、水溶性氮氧化物以及HCl、HF等可溶性酸性氣體，經(jīng)處理后煙囪出口二氧化3 3

硫排放濃度小于100mg/Nm ,氮氧化物排放濃度小于100mg/Nm。

[0029] 脫硫模塊包括吸收劑制備、噴淋、除霧、后處理等治理工序，吸收劑制備工序用于制備吸收SO2、高價態(tài)NOx、HCl、HF等可溶性氣體的氫氧化鎂漿液，噴淋工序是在脫硫塔11內(nèi)吸收劑自上而下噴淋，與自下而上的煙氣進行逆向接觸，從而去除煙氣中的污染物，除霧工序是基于兩級屋脊式除霧器15，去除煙氣中夾帶的霧滴。[0030] 脫碳模塊包括CO2吸收塔16、再生塔18、分相器17等，在CO2吸收塔16中烷醇胺類兩相吸收劑與煙氣逆向接觸，吸收CO2后凈煙氣通過煙囪19排入大氣，烷醇胺類吸收CO2后在分相器17中實現(xiàn)液?液分相，CO2富相液進入再生塔18經(jīng)加熱后解析出純度為99％的CO2，CO2貧相液則返回CO2吸收塔16繼續(xù)吸收煙氣中的CO2。[0031] 該基于高純硅冶煉爐煙氣減污降碳治理系統(tǒng)的工作原理如下：引風(fēng)機4的入口端引入經(jīng)余熱鍋爐3燃燒后的煙氣，將煙氣升壓后送至旋風(fēng)除塵器5，經(jīng)過一級除塵后，煙氣進入布袋除塵器6進行二次除塵，除塵達標(biāo)后煙氣通過增壓風(fēng)機7進入脫硫模塊。[0032] 如圖1所示，在脫硫模塊前煙道內(nèi)設(shè)置脫硝模塊，即臭氧格柵8，形式如圖3所示，在煙道內(nèi)噴入臭氧，用以氧化低價態(tài)氮氧化物為高價態(tài)水溶性氮氧化物，反應(yīng)原理如下[0033][0034][0035][0036][0037][0038][0039] 高價氮氧化物被水吸收后，與吸收劑氫氧化鎂漿液反應(yīng)生成硝酸鎂，脫硫廢水進入廠區(qū)污水處理站進行處理；同時，噴入的臭氧也能氧化Hg等其他污染物，實現(xiàn)多種污染物的協(xié)同脫除。[0040] 如圖1所示，在臭氧格柵8前設(shè)置分子篩變壓吸附制氧設(shè)備10以及臭氧發(fā)生器9，用以提供脫硝所需的臭氧，臭氧發(fā)生器9可根據(jù)煙氣中各污染物的濃度進行配比調(diào)節(jié)，減少不必要的消耗。[0041] 如圖2所示，經(jīng)臭氧氧化后的煙氣通過入口煙道12進入脫硫塔11，在脫硫塔11中自下而上的煙氣跟自上而下噴淋層13噴出的循環(huán)漿液逆向接觸反應(yīng)，脫除二氧化硫、氮氧化物、HCl、HF等多種污染物，同時在噴淋層13下方設(shè)置煙氣導(dǎo)流環(huán)14，用以將煙氣引入到噴淋區(qū)，防止煙氣沿塔壁逃逸，提高脫除效率，處理后的煙氣經(jīng)過脫硫塔11上部的兩級屋脊式除霧器15，用以去除煙氣中夾帶的霧滴。[0042] 如圖1所示從脫硫模塊出來后的煙氣，進入CO2吸收塔16，CO2被烷醇胺類吸收后，進入分相器17，在分相器17中實現(xiàn)液?液分相，CO2富液相進入再生塔18經(jīng)加熱后得到純度99％的CO2,CO2貧液相則返回CO2吸收塔16繼續(xù)吸收煙氣中的CO2，凈化后的煙氣通過煙囪19進行排放。

[0043] 此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本實用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內(nèi)。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。